喀斯特生态系统是陆地表面生态系统的重要组成部分，为人类提供了多种生态系统服务。在全球气候和土地利用变化背景下，随着喀斯特地区社会经济快速发展与城市化规模不断扩大，人类对生态系统服务的需求也快速增长。在社会经济发展、生态修复与保护的多重需求下，喀斯特地区生态管理与可持续发展面临巨大挑战。因此，如何科学评估与预测喀斯特地区生态系统服务供需，是实现生态系统服务适应性管理和可持续发展亟待回答的科学问题。 本研究以典型喀斯特地区-贵州为研究区域，以2000~2020年、2020~2050年分别为历史和未来研究时段，选取产水（Wateryield,WY）、固碳（Carbonsequestration,CS）、土壤保持（Soilretention,SR）、粮食生产（Grainproduction,GP）、生境质量（Habitatquality,HQ）等关键生态系统服务，运用InVEST模型、RULSE模型、空间赋值法、生态系统服务供需比、Spearman相关性分析、自组织映射、最优参数地理探测器、地理加权回归方法、SD-PLUS耦合模型等方法，评估生态系统服务供需时空变化，揭示生态系统服务供需匹配时空格局和匹配模式，识别生态系统服务供需的权衡/协同关系与空间聚类特征，探究生态系统服务供需的影响因素，预测未来气候-社会经济-土地利用变化情景下的生态系统服务供需时空演变，提出喀斯特地区生态系统服务优化管理策略。主要研究结果如下： （1）喀斯特地区生态系统服务供需具有时空异质性，且生态系统服务供需错配显著。生态系统服务供给主要由研究区南部、东部的林地、灌木地、草地和耕地提供，而生态系统服务需求集中在研究区中部、西部的城市化地区，生态系统服务供给存在明显空间错配。2000~2020年，快速的城市化进程和人口增长加剧了生态系统服务需求的增加。供给热点区与需求热点区规模存在此消彼长的趋势，生态系统服务供需错配格局日趋显著。 （2）喀斯特地区多种生态系统服务供需之间存在空间集聚。2000~2020年，形成了粮食生产供给簇、固碳-生境质量协同簇、固碳-生境质量-土壤保持协同簇、产水-生境质量-土壤保持服务供给低值簇、粮食生产-产水协同簇共5个供给簇；较强生境质量需求簇、土壤保持需求簇、弱生境质量需求簇、粮食生产-固碳-产水需求簇、产水需求簇共5个需求簇；粮食生产-固碳-产水-生境质量短缺簇、粮食生产-固碳-产水权衡簇、粮食生产-固碳权衡簇、土壤保持服务簇、土壤保持-产水-粮食生产-固碳-生境质量盈余簇、生境质量-固碳-产水-粮食生产盈余簇共6个供需比簇。 （3）喀斯特地区生态系统服务供需权衡/协同时空差异显著。2000~2020年，生态系统服务供需权衡关系区主要分布于研究区东部和南部，与林地、灌木地、草地分布相关；协同关系区主要分布于人口集中的城镇化地区，与生态系统服务需求相关。反映出生态系统服务供需权衡/协同关系在耕地、林地、灌木地和草地受供给主导，而在人造地表分布区受需求主导。 （4）喀斯特地区生态系统服务供需受自然环境和社会经济因素综合影响。降水、坡度、NDVI、人口密度、土地利用是影响喀斯特地区生态系统服务供需平衡的重要影响因素。2000~2020年，自然环境因素是影响喀斯特地区生态系统服务供给的主导因素，社会经济因素对生态系统服务需求的影响占主导地位，生态系统服务供需平衡受到自然环境和社会经济因素的综合影响，并且主导地位呈现由自然环境因素往社会经济因素转变的趋势。自然环境与社会经济因素对生态系统服务供给、需求与供需匹配的影响存在时空异质性，影响因素的时空格局导致生态系统服务供需错配。各因素交互作用对生态系统服务供需空间格局的影响高于单因素，呈现出双因素和非线性增强的特征。 （5）未来情景下喀斯特地区生态系统服务供需匹配失衡加剧。到2050年三种情景下，除土壤保持服务供需匹配预期改善外，产水、固碳、粮食生产、生境质量服务供需不匹配进一步加剧。产水、粮食生产服务供给在未来时期略有增长，固碳、生境质量服务供给在未来时期持续减少，但是4种服务需求却呈显著增长趋势，尤其是集中在城市化扩张地区。自然环境因素影响的生态系统服务供给可以通过生态恢复措施得以提高，但是社会经济因素影响的生态系统服务需求增长更为明显。供需失衡加剧的主要原因是人类活动的不断增强，未来生态系统管理不仅需要减缓和适应气候变化，还应关注人类活动快速增长对生态系统服务供需失衡的影响。 （6）基于喀斯特地区生态系统服务供需历史评估和未来预测为生态系统管理提供优化策略。针对产水-粮食、土壤保持-粮食生产、固碳-粮食生产、生境-粮食生产供需权衡提出两两生态系统服务间权衡缓解措施。针对粮食生产-固碳-产水-生境质量短缺簇，粮食生产-固碳-产水权衡簇、粮食生产-固碳权衡簇、土壤保持簇、土壤保持-产水-粮食生产-固碳-生境质量盈余簇、生境质量-固碳-产水-粮食生产盈余簇等空间聚集簇提出多种生态系统服务供需优化管理措施。
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